气冲造型湿型砂的性能优化

摘要

用湿型砂气冲造型生产铸钢件是一种经济而有效的生产方式，铁路货车用铸钢件批量大，钢种品种少，易于组织连续生产。湿型砂混制简单，成型后不需要任何处理，下芯后可浇注。它和射压、静压等高压造型同属高密度造型。它是以压缩空气为动力，瞬间成型。它与普通机器造型相比，由于砂型的湿压强度高，硬度分布均匀，因而获得铸件的尺寸精确、表面光洁、组织致密、机械性能提高、生产率高、劳动条件改善。气冲造型的硬度分布比一般的高压造型更合理，砂型中靠近模样的部分硬度高，背面的硬度低，砂型的退让性好。另外，它的设备简单，比较灵活，动力价格低廉。因此，湿型砂的开发和应用前景非常广阔。 型砂对铸件的质量影响很大，通过此次课题研究，把湿型砂的性能做进一步的改进优化，来充分发挥气冲造型的优越性，减少铸件的气孔、粘砂、冲砂、胀箱、裂纹、夹砂、变形等铸造缺陷。在整个课题的研究过程中，准备分两步进行，首先进行探索性实验，初步确定要达到的型砂性能指标，然后在型砂组成中分别加入不同量的新砂、膨润土、淀粉、MD粉，检测型砂的性能，确定附加物的大致成分。第二步是在探索性实验基础上做正交实验，优选配方。 本研究主要探讨了用气冲造型湿型砂来生产铁路钩缓铸钢件，从型砂的配方和型砂系统的控制等几个方面来优化其性能。高密度湿型砂对原材料的质量要求很高。首先通过对几种原砂、膨润土、粮食附加物的基本性能的检测，找出它们自身的理化性能的不同对型砂工艺性能的影响，相互组分之间的影响因素，系统的对原材料、型砂的性能进行实验，完成原材料的优化。其中重点检测了原砂的石英含量，粘土的液限值，并通过液限值确定膨润土的适宜活化量，测定热湿拉强度、湿压强度，并绘制相关的影响曲线，用差热分析曲线分析膨润土的复用性能，从中积累了大量的实验数据。另外在选用湿型砂原材料时，还充分考虑了国内原材料的质量及交通运输等多方面因素，参考了国内外高压造型线使用情况，立足于国内原材料以及对型砂基本性能的要求，试验湿型砂气冲造型的型砂配方，完成型砂的配比优化。并结合我厂的情况，试验研究了各种材料复合后的复合膨润土，以保证原材料混和均匀，克服原先加料分层现象，造成强度不均，缺陷严重，来提高湿型砂的综合性能。其次对型砂系统做有效的管理和控制，提出改进措施，进一步优化型砂的性能。最后，通过浇注铸件实物对比，解决了原铸件粘砂、冲砂、夹砂等铸造缺陷，提高了产品质量。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1课题背景

1.2湿型砂的国内外文献综述

1.2.1气冲造型用湿型砂的特点

1.2.2气冲造型湿型砂的原材料

1.2.3气冲造型湿型砂的性能及控制

1.3湿型砂的发展动态

1.4课题的来源及主要研究内容

第2章原砂和附加物的优化

2.1引言

2.2原材料的性能分析与对比

2.2.1原砂的性能分析对比

2.2.2膨润土的性能分析对比

2.2.3附加物的性能分析对比

2.3原材料的优化

2.3.1原砂的优化

2.3.2膨润土的优化

2.3.3粮食附加物的优化

2.4本章小结

第3章新型复合土的研究

3.1型砂混合料的粘结机理

3.2型砂配方和性能的试验

3.2.1探索性试验

3.2.2正交试验

3.2.3膨润土、淀粉、MD粉对型砂性能的影响

3.3复合膨润土的开发

3.3.1混碾设备

3.3.2加料顺序、时间

3.3.3 TH-aM复合膨润土的性能

3.4本章小结

第4章湿型砂性能的优化

4.1分析产生缺陷的原因

4.2型砂性能检测频率的控制

4.3混砂机效率

4.4混砂顺序

4.5型砂贮存时间的控制

4.6其它控制措施

4.7进一步优化型砂性能的方向

4.8本章小结

第5章新型复合土的生产应用

5.1优化后的型砂性能

5.2浇注铸件

5.2.1试件的名称及数量

5.2.2试验条件

5.2.3浇注效果

5.3本章小结

结论

参考文献

附录:探索性试验型砂配比和性能

工程硕士研究生简历

致谢